畢業(yè)論文---淺談三相異步電動(dòng)機(jī)的過熱原因與維護(hù)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　淺談三相異步電動(dòng)機(jī)的過熱原因與維護(hù)</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p>　　年級專業(yè)： 2008級 機(jī)械電子工程</p><p>　　指導(dǎo)老師及職稱： </p><p>&l

2、t;b>　　學(xué) 院： </b></p><p>　　提交日期： 20 年 月</p><p>　　淺談三相異步電動(dòng)機(jī)的過熱原因與維護(hù)</p><p>　　摘 要： 電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，三相異步電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)應(yīng)用最多的電氣設(shè)備，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、文教、醫(yī)療及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用，在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著不可或缺的

3、作用。三相異步電動(dòng)機(jī)通過長期運(yùn)行后，會(huì)發(fā)生電動(dòng)機(jī)損壞等故障，而造成三相異步電動(dòng)機(jī)損壞又多因其過熱燒毀所致，因此對故障進(jìn)行及時(shí)處理，是保證設(shè)備正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要的工作。本文就造成三相異步電動(dòng)機(jī)過熱的各種因素和維護(hù)進(jìn)行淺析和探討，供廣大電氣工作者參考。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 三相異步電動(dòng)機(jī)；基本結(jié)構(gòu)；作用；工作原理；過熱原因；維護(hù)方法</p><p><b>　　1 前言&

4、lt;/b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，三相異步電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)應(yīng)用最多的電氣設(shè)備，在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中起著不可或缺的作用。而造成三相異步電動(dòng)機(jī)損壞必須進(jìn)行檢修報(bào)廢的原因，又多因其過熱燒毀所致。由此影響各種生產(chǎn)任務(wù)的按期完成也是常見的，因此了解三相電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及各部分的作用與工作原理，以便于及時(shí)判斷故障原因，進(jìn)行相應(yīng)處理與維護(hù)，防止故障擴(kuò)大，保證設(shè)備正常運(yùn)行，是廣大電氣工作者的

5、一項(xiàng)重要的工作。</p><p>　　2 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及各部分作用 </p><p>　　三相異步電動(dòng)機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。三相電動(dòng)機(jī)的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組（可以接成星形Y或三角形△）等部分組成，轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組（分

6、為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)與籠形異步電動(dòng)機(jī)），其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。 定子的作用是用來產(chǎn)生磁場和作電動(dòng)機(jī)的機(jī)械支撐。電動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子繞組鑲嵌在定子鐵心中，通過電流時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，實(shí)現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換。機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，因內(nèi)部損耗而發(fā)生的熱量通過鐵心傳給機(jī)座，再由機(jī)座表面散發(fā)到周圍空氣中。為了增加散熱面積，一般電動(dòng)機(jī)在機(jī)座外表面設(shè)計(jì)為散熱片

7、狀。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢，通過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率的主要部件。 3 電動(dòng)機(jī)的工作原理 　 當(dāng)向三相定子繞組中通</p><p>　　通過上述分析可以總結(jié)出電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁

8、場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。</p><p>　　4 造成電動(dòng)機(jī)過熱的內(nèi)部原因</p><p>　　使電動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱的內(nèi)部原因，主要有三相定子繞組的短路、斷路；三相定子繞組接錯(cuò)；軸承及定子與轉(zhuǎn)子鐵芯相摩擦等。 </

9、p><p>　　4．1 三相定子繞組發(fā)生短路或斷路</p><p>　　4．1．1三相定子繞組匝間短路及對地（機(jī)殼）短路或漏電</p><p>　　長期運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，由于其定子繞組受電流熱效應(yīng)的影響及受潮等因素，使其繞組的絕緣性能降低或損壞，容易發(fā)生繞組的匝間、或?qū)ζ滂F芯的短路與漏電現(xiàn)象。匝間短路會(huì)使繞組的直流電阻與交流阻抗減小，在電壓不變的情況下導(dǎo)致定子繞組

10、中電流的增大，從而引起電動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)還會(huì)進(jìn)一步的降低繞組的絕緣性能，擴(kuò)大匝間短路范圍，使定子繞組電流再度增加，直至電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重過熱而燒壞。</p><p>　　三相定子繞組對地短路或漏電現(xiàn)象的出現(xiàn)，使三相定子繞組在額定電流的基礎(chǔ)上又增加了一個(gè)對地電流，同樣會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的過熱或損壞，與此同時(shí)還宜造成工作人員的間接觸電危險(xiǎn)。</p><p>　　如果出現(xiàn)前述的匝間或?qū)Φ囟搪番F(xiàn)象，

11、還會(huì)使三相定子繞組中的電流出現(xiàn)不平衡。</p><p>　　對于因繞組絕緣性能下降而造成的匝間或?qū)Φ囟搪?、漏電現(xiàn)象等，若出現(xiàn)在繞組內(nèi)部較輕微的，可以通過重新浸漆后烘干的方式來恢復(fù)電動(dòng)機(jī)定子繞組絕緣性能的方法；而在繞組端部的可以采用適當(dāng)?shù)慕^緣材料，用包纏或襯墊的方式恢復(fù)絕緣。</p><p>　　對于定子繞組匝間短路較多且嚴(yán)重的，采用上述方法又無法恢復(fù)其絕緣性能的，則必須采取更換繞組的措施修

12、復(fù)電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　4．1．2 定子繞組斷路</p><p>　　在起動(dòng)或運(yùn)行中的三相異步電動(dòng)機(jī)，如果因某種原因造成一相定子繞組斷路的現(xiàn)象，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以使剩余的兩相定子繞組的電流迅速增加而過熱，將電動(dòng)機(jī)燒壞。尤其是帶額定負(fù)載起動(dòng)或運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)更是如此，這是因?yàn)樵陬~定負(fù)載情況下，由于電動(dòng)機(jī)缺少了一相電源形成的單相起動(dòng)或單相運(yùn)行（又稱缺相），使其兩相定子繞組中的電流迅速增

13、大所致。</p><p>　　造成一相定子繞組（或電源）斷路的原因有：在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部主要是接線盒中電源線或繞組線端，因緊固不牢等造成松脫或脫落，或線圈連接處脫焊等。更多的是電動(dòng)機(jī)外部原因所造成，例如：主回路中的一相熔斷器熔體熔斷或接觸器主取決于頭一對接觸不良等。</p><p>　　對于定子繞組的可見部分或接線盒等部位出現(xiàn)的斷路及熔體熔斷，觸點(diǎn)接觸不良等，發(fā)現(xiàn)的可以立即接好、緊固牢，更換元件

14、等進(jìn)行修復(fù)。而線圈內(nèi)部斷路通常采用更換線圈的大修辦法。如果發(fā)生兩相定子繞組斷路的情況，短時(shí)內(nèi)雖不能損壞電動(dòng)機(jī)，但不能使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或運(yùn)行。</p><p>　　4．2 三相定子繞組連接錯(cuò)誤</p><p>　　若將三相定子繞組為星形（Y）接法的電動(dòng)機(jī)誤接為三角形使用，則使三相定子繞組實(shí)際承受的電壓超過其額定電壓，結(jié)果使三相定子繞組中的電流也相應(yīng)增大，造成電動(dòng)機(jī)的過熱損壞。</p>

15、;<p>　　如將三相定子繞組中的一相繞組接反時(shí)，會(huì)造成三相定子繞組的電壓和電流出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡，接反的一相繞組首先損壞。</p><p>　　對于兩種錯(cuò)接三相定子繞組的情況是不允許出現(xiàn)的。這種情況主要發(fā)生于檢修之后對三相定子繞組進(jìn)行重新連接的過程中。對此，一般都應(yīng)經(jīng)過認(rèn)真的檢查或試驗(yàn)，防止上述情況的發(fā)生。</p><p>　　4．3 軸承故障引起的過熱</p>

16、<p>　　電動(dòng)機(jī)軸承內(nèi)的潤滑油太多或太少，不僅影響電動(dòng)機(jī)的潤滑作用，還會(huì)造成一定程度的電動(dòng)機(jī)發(fā)熱；如果長期連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)軸承中潤滑油干涸，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)端部的較為嚴(yán)重的過熱現(xiàn)象；軸承的滾珠磨損或破裂不僅會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，還伴隨著出現(xiàn)不正常的響聲。由軸承故障造成電動(dòng)機(jī)的過熱，一般都是首先從故障軸承的一端發(fā)熱開始，也較容易查找，通過對電動(dòng)機(jī)的小修即可排除，例如通過清洗軸承重新?lián)Q潤滑油或更換新軸承的方法。</p>

17、<p>　　4．4 定子與轉(zhuǎn)子鐵芯相摩擦</p><p>　　通常將定子與轉(zhuǎn)子鐵芯相摩擦的現(xiàn)象稱之為掃膛。由于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯相摩擦，使電動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱。其原因主要有：轉(zhuǎn)子軸因某種原因發(fā)生彎曲；軸承蓋松動(dòng)或上下、左右位移引起，與此同時(shí)也會(huì)因定子與轉(zhuǎn)子鐵芯之間的氣隙不均勻使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。對此可以通過電動(dòng)機(jī)的小修加以解決，如轉(zhuǎn)軸彎曲應(yīng)通過校直的方法等。</p><p>　

18、　4．5 造成電動(dòng)機(jī)過熱的其它內(nèi)部原因</p><p>　　除上述幾種使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱或過熱的原因之外，還有電動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱不良、鐵芯材料質(zhì)量等因素等都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象。</p><p>　　5 電動(dòng)機(jī)外部因素引起的過熱</p><p>　　使電動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱的外部因素很多，這里僅就常見的主要因素進(jìn)行分析。</p><p>　　5．1 電動(dòng)

19、機(jī)的過載運(yùn)行</p><p>　　長期連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載超過其額定值時(shí)，使其三相定子繞組的實(shí)際電流長期超過額定電流值，從而造成電動(dòng)機(jī)的過熱，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)；嚴(yán)重過載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，或發(fā)生堵轉(zhuǎn)造成電動(dòng)機(jī)迅速燒壞。電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行的原因，一是選用的電動(dòng)機(jī)功率（或容量）過小，二是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中發(fā)生機(jī)械傳動(dòng)部分的卡阻等情況，對此應(yīng)查清具體原因，采取適當(dāng)?shù)拇胧闺妱?dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。</p><

20、p>　　5．2 電源電壓過高或過低</p><p>　　如果電動(dòng)機(jī)三相實(shí)際電源電壓高于該電動(dòng)機(jī)的額定電壓值或超過其允許的波動(dòng)范圍，在電動(dòng)機(jī)其它參數(shù)不變的情況下，三相定子繞組中的電流勢必增大，造成電動(dòng)機(jī)的溫升過高。在實(shí)際生產(chǎn)中已出現(xiàn)過由于三相電源電壓過高經(jīng)常損壞電動(dòng)機(jī)的事例。</p><p>　　若電動(dòng)機(jī)的三相電源電壓過低，并低于其允許的范圍時(shí)，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的下降，轉(zhuǎn)差率增大

21、。在此情況下要維持電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，必須以增大電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流來提高轉(zhuǎn)子的輸出轉(zhuǎn)矩。結(jié)果造成電動(dòng)機(jī)的過熱或損壞。</p><p>　　總之，無論是三相異步電動(dòng)機(jī)的電源電壓過高或過低，對電動(dòng)機(jī)長期安全可靠運(yùn)行都是不利的。而在實(shí)際運(yùn)行中，對電動(dòng)機(jī)的過熱原因的分析與檢查時(shí)，在無其它明顯的現(xiàn)象或原因的情況下，首先要檢測電動(dòng)機(jī)三相電源電壓的高低或三相定子電流的大小。在確定電源電壓或電流均為正常后，再查找其它的致熱原因。

22、而對于電動(dòng)機(jī)電源電壓過高或過低的情況，一般都是通過調(diào)整電力變壓器調(diào)壓開關(guān)的方法解決。</p><p>　　5．3 缺相起動(dòng)或缺相運(yùn)行</p><p>　　缺相（或稱為單相）起動(dòng)或運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，都會(huì)出現(xiàn)不正常的嗡嗡聲，使電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，或使運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，直至停轉(zhuǎn)（又稱堵轉(zhuǎn)）。與此同時(shí)造成電動(dòng)機(jī)迅速發(fā)熱或冒煙燒壞。造成這種故障的原因除前面所述的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障之外，更多的

23、是由電動(dòng)機(jī)外原因所造成，如電源導(dǎo)線斷裂、過載保護(hù)的熱繼電器的熱元件一相脫焊等。</p><p>　　5．4 引起電動(dòng)機(jī)過熱的其它原因</p><p>　　造成三相異步電動(dòng)機(jī)過熱的原因除上述外還有：全壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的頻繁起動(dòng)或較多的正反轉(zhuǎn)操作、三相定子繞組的電壓或電流嚴(yán)重不平衡、轉(zhuǎn)子斷路（繞組）或斷條等都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的過熱現(xiàn)象的發(fā)生。</p><p>　　6 三相

24、異步電動(dòng)機(jī)的維護(hù)</p><p>　　6．1 三相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的維護(hù)</p><p>　　電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否，可以從電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、發(fā)出的聲響、溫度及測量工作電流、電壓來進(jìn)行判斷。在運(yùn)行中的電機(jī)如發(fā)生漏電，轉(zhuǎn)速突然下降，發(fā)生劇烈振動(dòng)，有異常大的聲響，過熱冒煙，或電器接點(diǎn)打火冒煙，應(yīng)立即斷電，停機(jī)檢查。電工在平時(shí)巡察中，要經(jīng)常檢查電機(jī)是否有過熱現(xiàn)象?？捎脺囟扔?jì)或數(shù)字鉗形表中的溫度測量功能，來測

25、量電機(jī)表面溫度， E 極絕緣電機(jī)允許最高溫度為 105 ℃ ，在實(shí)際運(yùn)行中，電機(jī)繞組的溫度要遠(yuǎn)低于此最高溫度。在測量電機(jī)表面溫度時(shí)。顯示的讀數(shù)再加上 15 ～ 20 ℃ ， 才是電機(jī)繞組的實(shí)際溫度。如果沒有溫度表。也可用手觸摸電機(jī)外殼，憑經(jīng)驗(yàn)感覺溫升是否正常。正常時(shí)感覺有熱度，但不燙手。如發(fā)現(xiàn)燙手，表明電機(jī)已過熱 ( 摸前先用試電筆測無漏電方可進(jìn)行 ) 。對溫度過高的電機(jī)，要測量其工作電流，如電流偏大，三相電壓正常，說明電機(jī)負(fù)載過重，應(yīng)

26、通知機(jī)修人員檢查機(jī)械設(shè)備。如果電機(jī)長時(shí)間過流 20 ％以上，保護(hù)裝置不動(dòng)作斷電。則說明熱繼電器整定電流設(shè)置過大。應(yīng)減小整定電流值。觀察控制電器接點(diǎn)、電機(jī)接線接點(diǎn)螺絲，有無松動(dòng)、打火冒煙、絕緣老化。如接觸器有異常的振動(dòng)聲響，主觸頭吸合后還在打火，應(yīng)即時(shí)處理。傾聽</p><p>　　6．2 三相電動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)</p><p>　　日常維護(hù)對減少和避免電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生故障是相當(dāng)重要的,其中

27、最重要的環(huán)節(jié)是巡回檢查和及時(shí)排除任何不正?，F(xiàn)象的引發(fā)根源.出現(xiàn)事故后認(rèn)真進(jìn)行事故分析,采取對策,則是減少事故次數(shù)和修理停歇臺時(shí)提高電機(jī)運(yùn)行效率必不可少的技術(shù)工作.電機(jī)的日常維護(hù)對其正常運(yùn)行固然非常重要,但 運(yùn)行中的電機(jī)往往會(huì)遇到許多突發(fā)情況,如短路,過載,斷相等.為了使電機(jī)在出現(xiàn)這些情況的條件下不至于被損壞,必須采取一些運(yùn)行保護(hù)措施保持電機(jī)清潔.電機(jī)內(nèi)部不允許進(jìn)入水珠,油污,灰塵等,并定期清除電機(jī)內(nèi)外的灰塵.注意負(fù)載電流不要超過額定值.

28、注意檢查軸承發(fā)熱,漏油等情況,尤其要按規(guī)定加油.電機(jī)的溫升不能超過額定值.  </p><p><b>　　7 結(jié)束語</b></p><p>　　正常運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，用手觸摸外殼時(shí)，一般稍有溫感。如果觸摸時(shí)感到外殼燙手或手掌不能長時(shí)間觸及時(shí)，都屬于電動(dòng)機(jī)的過熱現(xiàn)象。這都是由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部或外部的各種因素的影響或故障所致，而三相異步電動(dòng)機(jī)的損壞大多是因

29、為電動(dòng)機(jī)的過熱造成的，并導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的大修。針對電機(jī)發(fā)熱原因分析，有目的地進(jìn)行防范，對降低電機(jī)事故率、減少事故損失、提高經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]馬效先.維修電工技術(shù)[M].電工工業(yè)出版社,2007(6):185-188</p><p>　　[2]詹躍東.電機(jī)及拖動(dòng)鄭濟(jì)仲[

30、M].重慶大學(xué)出版社,2002(9):117-125</p><p>　　[3]陳定明.電機(jī)與控制[M].高等教育出版社,2006(4):46-49</p><p>　　[4]趙家禮.常用電動(dòng)機(jī)修理問答[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007(8):43-49</p><p>　　[5]張磊.機(jī)械電子[J].2009(5):71-72</p><p>

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32、t;　　[9]金續(xù)曾.三相異步電動(dòng)機(jī)使用維修[M],中國電力出版社,2003(6):52-58</p><p>　　[10]孫懷川.新編實(shí)用電工手冊[M].安徽科學(xué)出版社,1995(1):56-59</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在畢業(yè)論文即將完成之際，我想向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x！首先要感

33、謝我的論文指導(dǎo)老師xx教授，他在百忙之中給了我學(xué)習(xí)方面大量的指導(dǎo)，讓我學(xué)到了知識，也獲得了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì),從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成,他給我很多幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對我的嚴(yán)格要求以及為人處世的坦蕩將使我終身受益。在這里請接受我誠摯的謝意,祝愿他身體健康，全家幸福！</p><p>　　感謝我的同學(xué)，沒有你們，我無法順利的完成論文，是你們的細(xì)心幫助，讓我對電動(dòng)機(jī)各方面的知識有了更進(jìn)一步的了解。感謝你們，祝愿